自选通GaOₓ/ZnO忆阻神经元

微秒级挥发性

一种基于自选通GaOₓ/ZnO忆阻器的神经元器件，以皮安级漏电和微秒级动态实现类蛙视觉的首脉冲时间编码，为边缘神经形态计算提供可集成的突触单元。

Jiahua, Xu · Xuemeng, Fan · Zhang, Guobin · Wang, Zijian · Pengtao, Li · Luo, Qi · Zhang, Yunyan · Wenzhang, Fang · Sun, Daying · 任堃 · 万青 · Zhang, Yishu

Nature Communications 2026

参数信息

选择比

~10⁷

非线性

~10⁷

识别准确率

2.5 %

并行处理规模

~8.36×10¹²

技术优势

漏电流只有皮安级

器件关态漏电在皮安量级，意味着阵列里未选中的单元几乎不耗电，做大规模集成时静态功耗可以压低。

反应快，毫秒级出结果

忆阻器具备微秒级挥发性动态，阵列级脉冲响应进入毫秒级，能满足无人机目标检测这类实时任务。

准确率接近软件仿真

硬件系统对无人机行人和车辆的识别准确率只比软件仿真低2.5%，意味着几乎不损失精度就能换取速度和功耗优势。

应用场景

• 神经形态视觉：用硬件模拟蛙眼的首脉冲时间编码，直接输出脉冲序列，替代传统图像传感器加后处理流水线。
• 无人机目标检测：在无人机端侧实现毫秒级识别行人和车辆，准确率接近软件仿真。
• 实时边缘监测：微秒级动态和皮安级漏电支撑边缘设备持续在线监测，无需频繁数据传输。
• 存算一体阵列：自选通特性使得32×32阵列无需额外选择管，直接在阵列内完成并行计算。
• 类脑计算硬件：以GaOₓ/ZnO忆阻器作为脉冲神经元，提供类脑计算的可集成硬件基础。